(57)【要約】【課題】スロッシング及びスロッシングに起因する溢水を抑制できて、原子力発電所の信頼性を向上できるスロッシング及び溢水防止装置を提供する。【解決手段】スロッシング及び溢水防止装置１を、プール水Ｂに浮かばせるフロート２と、使用済燃料貯蔵プールＡの外壁Ｃと対向するフロート２の片面に設けられた緩衝材３と、フロート２の緩衝材３が設けられた面とは反対側の面に減衰材４を介して取り付けられた消波プレート５と、一端がフロート２に固定され、他端が使用済燃料貯蔵プールＡのプールサイドに係合されるフック６とから構成する。【効果】フロートをプールサイドに固定しないので、スロッシング及び溢水防止装置１の設置及び撤去を容易に行うことができる。【選択図】図１
2010190870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済燃料貯蔵プールに備えられ、プール水のスロッシングとスロッシングに起因する溢水を防止する使用済燃料貯蔵プールのスロッシング及び溢水防止装置であって、
前記使用済燃料貯蔵プール内のプール水に浮かばせるフロートと、前記使用済燃料貯蔵プールの外壁と対向する前記フロートの片面に設けられた緩衝材と、前記フロートの前記緩衝材が設けられた面とは反対側の面に減衰材を介して取り付けられ、前記フロートをプール水に浮かべたとき、下部が水中に没し、上部が水面より上方に突出する消波プレートと、隣接して配置される２つのフロートを連結する連結手段とを備えることを特徴とする使用済燃料貯蔵プールのスロッシング及び溢水防止装置。
【請求項２】
前記フロートに、先端が前記使用済燃料貯蔵プールのプールサイドに形成された堰又は燃料取替床に係合されるフックを備えることを特徴とする請求項1記載の使用済燃料貯蔵プールのスロッシング及び溢水防止装置。
【請求項３】
前記消波プレートは、上部が前記フロートから離隔する方向に湾曲又は傾斜しており、この湾曲又は傾斜した上部が前記プール水の自由水面より上方に突出するように、下部がプール水中に配置されることを特徴とする請求項1又は請求項２のいずれか１項に記載の使用済燃料貯蔵プールのスロッシング及び溢水防止装置。
【請求項４】
前記連結手段は、前記フロートの一側面に形成された係合凸部と、前記フロートの他の側面に形成された、前記係合凸部を係合可能な係合凹部とからなることを特徴とする請求項1又は請求項２のいずれか１項に記載の使用済燃料貯蔵プールのスロッシング及び溢水防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済燃料貯蔵プールに備えられ、プール水のスロッシングとスロッシングに起因する溢水を防止する使用済燃料貯蔵プールのスロッシング及び溢水防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所に設置される使用済燃料貯蔵プールにおいては、地震、津波、飛行物体等の衝突及び爆発物の爆発等による衝撃を受けたとき、プール内に貯留されたプール水が揺動するスロッシング現象が発生する。そして、発生したスロッシング現象の程度によっては、液位の上昇によってプール水が燃料取替床に溢水し、最悪の場合には、下階に溢れて機器や施設等に損傷したり、原子力発電所外に流出する虞がある。
【０００３】
従来、スロッシング現象に起因するプール水の溢水を防止する手段としては、プールサイドに設けられた堰上にフェンス状の溢水防止用治具を立設するもの（例えば、特許文献１参照。）、プールサイドに設けられた堰及びこれに続く燃料取替床の表面に沿って固定された凸型プレートと、この凸型プレートにおける堰の頂部上に備えられた柵と、柵のプール側に設けられた溢水緩和部材と、一端が柵に固定され他端が燃料取替床に固定されたコネクティングロッドとからなるもの（例えば、特許文献２参照。）、及び使用済燃料貯蔵プールの側壁の自由水面以下に固定されたヒンジと、このヒンジに一端が回転自在に支持された平板と、この平板の先端部に一端が連結された索と、この索を巻き上げ巻き戻しするアクチュエータとを備えたもの（例えば、特許文献３参照。）などが提案されている。また、一般的な液体貯蔵容器における溢水を防止する手段としては、液体貯蔵容器の内面に固定されたフランジと、このフランジにヒンジを介して一端が回転自在に連結された鋼板と、液体貯蔵容器の内面と鋼板との間に設けられたばね部材とからなるもの（例えば、特許文献４参照。）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２９７９９号公報
【特許文献２】特開２００６−３１７２３０号公報
【特許文献３】特開平８−１０１２９６号公報
【特許文献４】特開昭６１−１１３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の溢水防止手段は、いずれもプール（容器）に溢水防止用の部材を固定するものであるので、設置に多大の労力を要すると共に、原子力発電所の改造に当たる工事が必要になるので、既設の原子力発電所に適用する場合には、監督官庁の許認可が必要となって、手続が複雑化するという問題がある。このような問題は、設置後も、修理や回収のたびに発生する。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題を解決するためになされたものであり、スロッシング及びスロッシングに起因する溢水を可能な限り抑制することにより、原子力発電所の信頼性の向上を図ることを目的とする。
【０００７】
本発明は、使用済燃料貯蔵プール内の外壁に沿って適宜設置又は撤去可能な構成とすることを目的とする。
【０００８】
本発明は、原子力発電所の使用済燃料貯蔵プール上に設置してある燃料交換機等の既設設備の可動範囲を妨げない構成とすることを目的とする。
【０００９】
本発明は、使用済燃料貯蔵プール内の外壁等を改造せずに設置可能な構成とすることを目的とする。
【００１０】
本発明は、新設の原子力発電所のみならず、既設の原子力発電所にも設置できる構成とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、かかる課題を解決するため、第１に、使用済燃料貯蔵プールに備えられ、プール水のスロッシングとスロッシングに起因する溢水を防止する使用済燃料貯蔵プールのスロッシング及び溢水防止装置であって、前記使用済燃料貯蔵プール内のプール水に浮かばせるフロートと、前記使用済燃料貯蔵プールの外壁と対向する前記フロートの片面に設けられた緩衝材と、前記フロートの前記緩衝材が設けられた面とは反対側の面に減衰材を介して取り付けられ、前記フロートをプール水に浮かべたとき、下部が水中に没し、上部が水面より上方に突出する消波プレートと、隣接して配置される２つのフロートを連結する連結手段とを備えるという構成にした。
【００１２】
このように、消波プレートをフロートに取り付けてプール水に浮かべるという構成にすると、消波プレートを使用済燃料貯蔵プールの外壁、堰及び燃料取替床などに固定する必要がないので、その設置及び撤去を容易に行うことができる。また、消波プレートを固定しないので、監督官庁の特別な許認可を得る必要がなく、既設の原子力発電所についても設置及び撤去を適宜行うことができる。さらに、消波プレートの下部を水中に没し、かつ上部を水面より上方に突出すると共に、この消波プレートを減衰材を介してフロートに取り付けるという構成にすると、プール水にスロッシングが発生した場合にも、そのエネルギを減衰材にて吸収することができるので、プール水のスロッシングを迅速に減衰させることができる。よって、使用済燃料貯蔵プールからのプール水の溢水を防止でき、原子力発電所の信頼性を高めることができる。加えて、消波プレートをフロートに取り付けてプール水に浮かべると、使用済燃料貯蔵プールの上方に設置してある燃料交換機等の既設設備の可動範囲を妨げないので、作業性が害されることもない。さらには、２つのフロートを連結するための連結手段を備えると、多数のスロッシング及び溢水防止装置を使用済燃料貯蔵プールの外壁に沿って隙間なく配置することができるので、スロッシングの発生方位に関わりなく、使用済燃料貯蔵プールからの溢水を防止することができる。
【００１３】
本発明は第２に、前記第１の使用済燃料貯蔵プールのスロッシング及び溢水防止装置において、前記フロートに、先端が前記使用済燃料貯蔵プールのプールサイドに形成された堰又は燃料取替床に係合されるフックを備えるという構成にした。
【００１４】
かかる構成によると、消波プレートの重量をフロートだけでなくフックによっても負担することができるので、フロートの小型化を図ることができる。
【００１５】
本発明は第３に、前記第１又は第２の使用済燃料貯蔵プールのスロッシング及び溢水防止装置において、前記消波プレートは、上部が前記フロートから離隔する方向に湾曲又は傾斜しており、この湾曲又は傾斜した上部が前記プール水の自由水面より上方に突出するように、下部がプール水中に配置されるという構成にした。
【００１６】
かかる構成によると、使用済燃料貯蔵プールの中央部から外壁に向かって押し寄せるプール水を、湾曲又は傾斜した上部にてプール内に戻すことができるので、大きなスロッシングが発生した場合にも、波が消波プレートを越えにくく、溢水をより効果的に防止することができる。
【００１７】
本発明は第４に、前記第１又は第２の使用済燃料貯蔵プールのスロッシング及び溢水防止装置において、前記連結手段は、前記フロートの一側面に形成された係合凸部と、前記フロートの他の側面に形成された、前記係合凸部を係合可能な係合凹部とからなるという構成にした。
【００１８】
かかる構成によると、フロート自体に係合凸部及びこれを係合可能な係合凹部を設けることができるので、特別な連結手段を別途用意する必要がなく、使用済燃料貯蔵プールのスロッシング及び溢水防止を、容易かつ安価に実施することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、消波プレートをフロートに取り付けてプール水に浮かべるので、消波プレートを使用済燃料貯蔵プールの外壁、堰及び燃料取替床などに固定する必要がなく、その設置及び撤去を容易に行うことができる。また、消波プレートの設置に工事を要しないので、監督官庁の特別な許認可を得る必要がなく、既設の原子力発電所についても設置及び撤去を適宜行うことができる。さらに、消波プレートをフロートに取り付けてプール水に浮かべるので、使用済燃料貯蔵プールの上方に設置してある燃料交換機等の既設設備の可動範囲を妨げることがない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係るスロッシング及び溢水防止装置の構成と使用済燃料貯蔵プールへの設置状態とを示すスロッシング及び溢水防止装置の側面方向から見た要部断面図である。
【図２】実施形態に係るスロッシング及び溢水防止装置のフロートの連結構造を示す斜視図である。
【図３】実施形態に係るスロッシング及び溢水防止装置の使用済燃料貯蔵プールへの設置状態を示すスロッシング及び溢水防止装置の正面方向から見た要部断面図である。
【図４】実施形態に係るスロッシング及び溢水防止装置の効果を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、実施形態に係るスロッシング及び溢水防止装置を、図面を参照して説明する。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態に係るスロッシング及び溢水防止装置１は、使用済燃料貯蔵プールＡ内のプール水Ｂに浮かばせるフロート２と、使用済燃料貯蔵プールＡの外壁Ｃと対向するフロート２の片面に設けられた緩衝材３と、フロート２の緩衝材３が設けられた面とは反対側の面に減衰材４を介して取り付けられた消波プレート５と、一端がフロート２に固定され、他端が使用済燃料貯蔵プールＡのプールサイドに形成された燃料取替床Ｄに係合されるフック６とからなる。なお、図１において、符号Ｅはプール水Ｂの自由水面、符号Ｆは使用済燃料貯蔵プールＡに貯蔵された使用済燃料、符号Ｇは燃料取替床Ｄに設置され、使用済燃料貯蔵プールＡの開口部の上方に架け渡された燃料交換機を示している。
【００２３】
フロート２は、ステンレス鋼などの耐食性に優れた金属材料をもって中空箱状に形成されており、必要に応じて内部にプール水Ｂよりも低比重のガス又は固体が充填される。フロート２の一側面には、図２に示すように、略円柱状の係合凸部１１が形成され、他の一側面には、これを着脱可能に係合可能なＣ形断面の係合凹部１２が形成されている。これらの係合凸部１１及び係合凹部１２は、複数のスロッシング及び溢水防止装置１を連結する場合の連結手段として用いられるもので、図２に示すように、隣接して配置された２つのスロッシング及び溢水防止装置１のうち、一方のスロッシング及び溢水防止装置１に備えられたフロート２の係合凹部１２内に他方のスロッシング及び溢水防止装置１に備えられたフロート２の係合凸部１１を係合することにより、任意の数のスロッシング及び溢水防止装置１を連結することができる。したがって、必要数のスロッシング及び溢水防止装置１を連結することにより、図３に示すように、使用済燃料貯蔵プールＡの外壁Ｃに沿ってスロッシング及び溢水防止装置１を隙間なく配列することができる。撤去時には、係合凸部１１と係合凹部１２との係合を解除することにより、各スロッシング及び溢水防止装置１を単体化することができる。
【００２４】
緩衝材３は、プール水Ｂのスロッシングによってフロート２が直接使用済燃料貯蔵プールＡの外壁Ｃに衝突し、これらフロート２及び外壁Ｃが損傷することを防止するために設けられるもので、ゴム板などによって形成される。
【００２５】
減衰材４は、スロッシングによるプール水Ｂの波エネルギを吸収するもので、想定される最大の波エネルギを吸収可能な弾性率を有するコイルばねなどをもって構成される。
【００２６】
消波プレート５は、プール水Ｂのスロッシングを抑制するもので、図１に示すように、上部５ａがフロート２から離隔する方向に湾曲した形状になっており、この湾曲した上部５ａがプール水Ｂの自由水面Ｅよりも上方に突出し、平板状の下部５ｂがプール水Ｂ中に没するように配置される。なお、消波プレート５の形状は、図１に示すものに限定されるものではなく、例えば全体を平板状に形成することもできるし、上部５ａをフロート２から離隔する方向に傾斜した傾斜面とすることもできる。
【００２７】
フック６は、フロート２の浮力が不十分である場合に補助的に備えられるもので、フロート２の浮力が十分である場合には、省略することもできる。なお、図１の例では、フック６の先端部が燃料取替床Ｄに係合されているが、プールサイドに堰が設けられている場合（特許文献１，２参照）には、当該堰の上面及び側面に係合することもできる。
【００２８】
本例のスロッシング及び溢水防止装置１は、上述の如き構成を有するので、プール水Ｂにスロッシングが生じ、波エネルギによって消波プレート５がプールサイド側に押圧されたとき、図４に示すように、減衰材４が弾性変形して波エネルギを吸収し、スロッシングが抑制される。また、本例のスロッシング及び溢水防止装置１は、消波プレート５の上部をプール側に湾曲したので、押し寄せた波を消波プレート５に衝突させてプール側に戻すことができ、波が消波プレート５を乗り越えにくい。よって、燃料取替床Ｄへの溢水を防止することができて、下階に配置された機器や施設等の損傷を防止できる。
【００２９】
また、本例のスロッシング及び溢水防止装置１は、消波プレート５をフロート２に取り付けてプール水Ｂに浮かべるので、消波プレート５を使用済燃料貯蔵プールＡの外壁Ｃ、燃料取替床Ｄ及び堰などに固定する必要がなく、その設置及び撤去を容易に行うことができると共に、監督官庁の特別な許認可を得る必要がないので、既設の原子力発電所についても適宜設置及び撤去を適宜行うことができる。また、消波プレート５をフロート２に取り付けてプール水Ｂに浮かべるので、消波プレート５が使用済燃料貯蔵プールＡの燃料取替床Ｄよりも上方に突出せず、使用済燃料貯蔵プールＡの上方に設置してある燃料交換機Ｇ等の既設設備の可動範囲を妨げることがなく、作業性が害されることがない。さらに、フロート２の両側に連結凸部１２と形成したので、所要数のスロッシング及び溢水防止装置１を適宜連結することができる。よって、多数のスロッシング及び溢水防止装置１を使用済燃料貯蔵プールＡの外壁Ｃに沿って隙間なく配置することが可能で、スロッシングの発生方位に関わりなく、使用済燃料貯蔵プールＡからの溢水を防止することができる。
【００３０】
また、本例のスロッシング及び溢水防止装置１は、フロート２にフック６を備え、フロート２を燃料取替床Ｄに係合するので、消波プレート５の重量をフロート２だけでなくフック６によっても負担することができ、フロート２の小型化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、プール水のスロッシング及びこれに起因する溢水が問題になる原子力発電所の使用済燃料貯蔵プールに適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１    スロッシング及び溢水防止装置
２    フロート
３    緩衝材
４    減衰材
５    消波プレート
６    フック
１１    係合凸部
１２    係合凹部
Ａ    使用済燃料貯蔵プール
Ｂ    プール水
Ｃ    使用済燃料貯蔵プールの外壁Ｃ
Ｄ    燃料取替床
Ｅ    プール水の自由水面
Ｆ    使用済燃料
Ｇ    燃料交換機
【図１】
2010190870.tif 000003
【図２】
2010190870.tif 000004
【図３】
2010190870.tif 000005
【図４】
2010190870.tif 000006